[发明专利]一种热泵储电与液态空气耦合储能系统

说明书

本发明涉及热泵储电技术领域，具体涉及一种热泵储电与液态空气耦合储能系统。热泵储电与液态空气耦合储能系统，包括：热泵储电子系统，包括循环连接的第一压缩膨胀机组、蓄热器、第二压缩膨胀机组、蓄冷器；空气储能子系统，包括依次连接的释能膨胀机组、第一换热器、第二换热器、低温介质储罐，第一换热器安装有释能膨胀机组的一侧还连通有储能压缩机组，储能压缩机组与释能膨胀机组在储释能过程分别使用。利用热泵储电子系统中的余热对空气储能子系统进行补偿，热泵储电子系统中的冷能用于液化空气，使得热泵储电子系统与空气储能子系统的均能保持较高的储能效率和储能密度，进而提供系统整体的储能效率和储能密度。

技术领域

本发明涉及热泵储电技术和压缩空气储能领域，具体涉及一种热泵储电与液态空气耦合储能系统。

背景技术

电力储能技术主要是指在电网低负荷期间将难以储存的电能转化为其他容易储存的能量进行储存，在电网高负荷的时候输出能量，用于削峰填谷，减轻电网波动。能量有多种形式，包括辐射，化学的，重力势能，电势能，电力，高温，潜热和动力。

现有技术中的热泵储电系统通常由压缩机、膨胀机、储热器和储冷器组成，其工作原理为，在储能时通过逆向布雷顿循环(热泵循环)将热能从储冷器内部“抽出”至储热器，并存储冷能与热能；当需要电能的时候，通过正向布雷顿循环(动力循环)将存储的热能和冷能转化为电能。但是现有热泵储电技术中由于循环过程的不可逆会导致大量热能直接向环境中排放，无法加以利用，造成了能量的大量浪费。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵储电系统中存在热能浪费的缺陷，从而提供一种热泵储电与液态空气耦合储能系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热泵储电与液态空气耦合储能系统，包括：

热泵储电子系统，包括循环连接的第一压缩膨胀机组、蓄热器、第二压缩膨胀机组、蓄冷器；

空气储能子系统，包括依次连接的释能膨胀机组、第一换热器、第二换热器、低温介质储罐，第一换热器安装有释能膨胀机组的一侧还连通有储能压缩机组，释能膨胀机组与储能压缩机组并联设置，以使释能膨胀机组和储能压缩机组在释能环节和储能环节分别使用；

第一换热器与蓄热器配合换热，第二换热器与蓄冷器配合换热。

可选地，低温介质储罐的入口端安装有第三阀门，低温介质储罐的出口端安装有第四阀门，第三阀门远离低温介质储罐的一端和第四阀门远离低温介质储罐的一端均与第二换热器连通。

可选地，低温介质储罐的出口端安装有低温泵。

可选地，第一压缩膨胀机组与第二压缩膨胀机组同轴连接。

可选地，第一换热器内置安装在蓄热器内。

可选地，第二换热器内置安装在蓄冷器内。

可选地，蓄热器为高温填充床，高温填充床内填充有蓄热介质。

可选地，蓄热介质为岩石、沙石、金属颗粒或固体砖。

可选地，低温介质储罐内存储有液态空气。

可选地，释能膨胀机组上同轴安装有储能发电机。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的热泵储电与液态空气耦合储能系统，包括：热泵储电子系统，包括循环连接的第一压缩膨胀机组、蓄热器、第二压缩膨胀机组、蓄冷器；空气储能子系统，包括依次连接的释能膨胀机组、第一换热器、第二换热器、低温介质储罐，所述第一换热器安装有所述释能膨胀机组的一侧还连通有储能压缩机组，所述释能膨胀机组与所述储能压缩机组并联设置，以使释能膨胀机组和储能压缩机组在释能环节和储能环节分别使用；所述第一换热器与所述蓄热器配合换热，所述第二换热器与所述蓄冷器配合换热。